磁性体内部の磁区3次元可視化技術の開発と電磁鋼板への適用

磁性材料内部磁畴3D可视化技术开发及其在电工钢板上的应用

基本信息

批准号：
22H03879
负责人：
稲見俊哉
金额：
$ 10.9万
依托单位：
National Institutes for Quantum Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

強磁性体の内部の磁区分布や、その磁場に対する応答については、永久磁石の保磁力向上や電磁鋼板の低鉄損化など応用研究に深く関わっているにも拘わらず、適切な測定方法が無いため、充分知られていない領域である。この問題に対し、研究代表者はX線領域の新しい磁気光学効果「X線磁気円偏光発光」を2017年に発見した。物質透過能に優れ、磁性に感度が高いという特長があり、続いて当該原理を利用して、磁性体内部の磁区観察が可能な磁気顕微鏡の開発を行い、水平方向分解能10 μm、深さ方向は積分して(平均深さ10-20 μm)観測する走査型磁気顕微鏡として2021年に完成させた。本基盤研究では、この成果を発展させ、深さ分解計測を実現し、磁区の3次元可視化を達成する。方向性電磁鋼板を測定対象とし、特徴的な補助磁区の構造など、従来、計算や想像でしかなかった対象を観察で明らかにし、現象の理解を進め、デバイスの高性能化への貢献を目指す。本研究で用いる磁気顕微鏡は、主に、集光光学素子、平行化光学素子、円偏光解析装置からなる。励起光として放射光X線を用い、これを集光光学素子で試料上に集光し、入射側の空間分解能を得る。試料からは特性X線が発せられ、これを平行化光学素子である程度の立体角で集め、平行化し、さらに後段の円偏光解析装置で円偏光度を求め、ここから発光領域の磁化を推定する。平行化光学素子は受光領域が広く、出射側に空間分解能がない。しかし、平行化したX線の角度発散を制限すると受光領域を制限できることを見出し、この手法を用いて深さ分解計測を実現する。2022年度は、3次元磁区測定で問題となる、測定の高速化の解決のため、大強度の準単色光を入射X線として用いた試行実験を実施し、これまでの4倍の検出強度を確認した。また、今後の準単色光実験に利用するための、入射X線集光ミラーの設計製作を実施した。

没有适当的测量方法用于应用研究，例如改善了磁铁的磁盘和低铁损耗，涉及铁磁体内部磁性区域的磁分布以及对磁场的响应一个未知区域。为了应对这个问题，研究代表在2017年发现了X射线区域“ X射线磁圆极化光发射”的新磁光学效应。它的特征是它在材料传输方面非常出色，并且对磁性特性很敏感，然后开发一个可以在磁体中观察到的磁显微镜，以观察磁瓷器。 2021年10-20μm）。在这项基础研究中，发展了这一成就，实现了深度分解测量，并实现了磁区的三维可视化。定向电磁钢板的测量，我们将澄清仅计算和想象的物体，例如特征辅助磁区的结构，以了解现象，并旨在为设备的高性能做出贡献。本研究中使用的磁显微镜主要由光综合的光学元件，平行的光学元件和圆形极化分析设备组成。使用辐射灯X射线作为激发光，将其收集在带有光综合元件的样品上，以在入射侧获得空间分辨率。特征x砂是从样品中发出的，以平行的光学元件收集，并以一定的三维角度收集，并并行，并通过横向极化分析设备进一步确定圆形光，从这里。。并行化的光学元素具有宽光接收区，并且在射击侧没有空间分辨率。但是，它发现可以通过限制并行x射线的角度辐射来限制光接收区，并使用此方法实现深度分解测量。在2022财年中，我证实了这一点，我证实了这一点，使用大强度的准式颜色灯作为事件x-射线来解决测量速度，这是3D磁性区测量的问题。此外，事件的设计X -Ray Light Collection Mirror被实施，以将其用于半衬状的彩色光实验。